第八章

化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展

P95

第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用（1）土地與土壤資源礦產(chǎn)資源生物資源水資源能源資源環(huán)境資源可再生資源不可再生資源自然資源能否再生自然資源是人類社會(huì)發(fā)展不可或缺的自然物質(zhì)基礎(chǔ)植物、微生物、可降解塑料袋、水資源、地?zé)豳Y源金屬礦產(chǎn)和非金屬礦產(chǎn)（煤、石油、天然氣、土壤等第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用

可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)是在滿足人類需要的同時(shí),強(qiáng)調(diào)人類的行為要受到自然界的制約,強(qiáng)調(diào)人類代際之間、人類與其他生物種群之間、不同國(guó)家和不同地區(qū)之間的公平。經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)可持續(xù)發(fā)展資源可持續(xù)發(fā)展環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等可持續(xù)發(fā)展金屬的存在游離態(tài)金屬礦(Pt、Au等)化合態(tài)金屬礦金屬的存在金屬的冶煉

將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)用于生產(chǎn)和制造金屬材料的過(guò)程在工業(yè)上叫做金屬的冶煉。治煉一般步驟：富集除雜,提高礦石中有用成分的含量利用氧化還原反應(yīng)將金屬化合物還原成單質(zhì)提純金屬冶煉精煉金屬的冶煉KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu約200年前約3000年前金屬的冶煉和使用順序和其活潑性有關(guān)，越不活潑的金屬冶煉方法越簡(jiǎn)單。約5000年前金屬的冶煉方法一、物理方法美人首飾侯王印，盡是沙中海底來(lái)。

—?jiǎng)⒂礤a《浪淘沙》淘金原理：金的密度比沙大金屬的冶煉方法一、物理方法淘金原理：金的密度比沙大淘去粗沙后的砂金混汞黃金提煉法(汞齊化)濕法黃金提練法(王水溶解)金屬的冶煉方法二、化學(xué)方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu古代煉丹術(shù)士葛洪的《抱樸子》中“丹砂燒之成水銀”1.熱分解法2HgO===2Hg+O2↑2Ag2O===4Ag+O2↑HgS===2Hg+S金屬的冶煉方法二、化學(xué)方法2.熱還原法常用的還原劑有：CO、H2、C(焦炭)、活潑金屬Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高溫KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu爐火照天地，紅星亂紫煙?！畎住肚锲指琛方饘俚囊睙挿椒ü糯没馃兹甘療掋~濕法煉銅：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu火法煉銅(高溫冶煉黃銅礦)Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2OC+2CuO2Cu+CO2↑2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2↑+2FeOCu2S+O2

2Cu+SO2↑Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫

鋁熱法：用金屬鋁做還原劑冶煉活潑性不如鋁且高熔點(diǎn)的金屬（Fe、V、Cr、Mn等）應(yīng)用:焊接鋼軌說(shuō)明:點(diǎn)燃鎂條用來(lái)提供引發(fā)反應(yīng)的熱能,引燃劑

氫酸鉀的作用是分解提供氧氣,使鎂條快速充分燃燒,助燃劑。金屬的冶煉方法Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al9Co+4Al2O3高溫3V2O5+10Al6V+5Al2O3高溫鋁熱劑金屬的冶煉方法金屬的冶煉方法3.用鋁熱反應(yīng)冶煉金屬,雖克服了被冶煉金屬及其氧化物熔點(diǎn)高、難冶煉的問(wèn)題,但是成本較高。熱還原法常用的還原劑:C、CO、H2、Al1.用H2作還原劑時(shí),生成的產(chǎn)物H2O在高溫下以水蒸氣的形式蒸發(fā)出去,使制得的金屬純度較高,但成本也較高。2.用CO,C作還原劑冶煉金屬時(shí),CO一般在治煉爐中通過(guò)下列反應(yīng)生成:C+O2=CO?、CO+C=2CO,所以用CO還原法冶煉得到的金屬中混有雜質(zhì)C,純度不高冰晶石的作用是降低Al2O3的熔化溫度

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu3.電解法金屬的冶煉方法物質(zhì)MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔點(diǎn)/oC28522054714190（以分子形式存在）沸點(diǎn)/oC360029801412180已知有關(guān)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:參考上述數(shù)據(jù)填空和回答問(wèn)題.(1)工業(yè)上為什么常用電解熔融MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂,而不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂?(2)工業(yè)上為什么常用電解Al2O3冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)金屬鋁,而不用電解AlCl3的方法生產(chǎn)鋁?金屬的冶煉方法金屬的冶煉方法氧化鋁冰晶石碳素電極液態(tài)鋁鋁土礦石油焦和瀝青焦螢石電解鋁錠課本99頁(yè)金屬的冶煉方法

啟示1.從鋁土礦中制鋁消耗的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于回收后制鋁消耗的能量,因而,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中必須要考慮成本。啟示2.加強(qiáng)廢舊金屬的回收再利用是合理開(kāi)發(fā)和利用金屬資源的重要途徑,樹立金屬垃圾也是一種重要資源的理念.在日常生活當(dāng)中大力提倡垃圾分類回收再利用,養(yǎng)成珍惜自然資源,節(jié)約資源,愛(ài)護(hù)環(huán)境,保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。啟示3.實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,金屬的冶煉過(guò)程是個(gè)復(fù)條過(guò)程,在得到所需產(chǎn)品的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生廢棄物。必須考慮廢棄物的處理和生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響。怎樣合理開(kāi)發(fā)利用金屬資源？（1）提高金屬礦物的利用率（2）防止金屬的腐蝕（3）加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用（5）使用其他材料代替金屬材料（4）開(kāi)發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法金屬的冶煉方法小結(jié)金屬冶煉的實(shí)質(zhì)Mn++ne-M

還原KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu失電子能力減弱增強(qiáng)得電子能力冶煉方法不同得電子能力不同K+Ca2+N